Назначение
Вычислители расхода природного газа ControlWave XFC предназначены для измерения объемного расхода и количества природного газа, проходящего по трубопроводу, методом переменного перепада давления на стандартном сужающем устройстве (ССУ) и приведения объема природного газа к стандартным условиям с индикацией измеренных и вычисленных значений указанных выше величин на встроенном дисплее.
Описание
Вычислители расхода природного газа ControlWave XFC осуществляют расчет объемного расхода газа через сужающее устройство, объема газа и его теплоты сгорания по ГОСТ 8.586.5-2005, ГОСТ 30319-96, а также приводят объем природного газа, измеренного счетчиком, к стандартным условиям. Вычислители предназначены для измерения параметров и расчета расхода и объема газа по 2 узлам учета, компактны и характеризуются малым энергопотреблением.
Вычислители ControlWave XFC в стандартной комплектации с встроенным многопараметрическим преобразователем 3808 (Госреестр № 27759-04) измеряют разность давлений газа на ССУ, рабочее давление в трубопроводе и температуру.
Возможна комплектация вычислителя внешними преобразователями разности давлений, давления и температуры газа с цифровым выходом (по протоколам BSAP, HART, MODBUS).
В вычислителе для измерения температуры газа предусмотрено использование термометра сопротивления типа Pt 100 (W100=1,3850) класса А или В по ГОСТ 6651-2009, подключаемого по 3-хпроводной схеме.
Наличие у вычислителя 2 дискретных входов, 4 дискретных выходов, 3 аналоговых входов и 1 аналогового выхода позволяет формировать команды управления технологическим оборудованием трубопровода и обрабатывать дополнительные параметры технологического процесса поставки газа.
Для режима коррекции расхода газа в вычислителях используется либо 2 счетных входа, либо 2 дискретных входа, в зависимости от используемого счетчика-расходомера газа.
Вариант исполнения определяется картой заказа вычислителя
Расчет коэффициента сжимаемости природного газа проводится по модифицированному методу NX-19 либо по модифицированному уравнению состояния GERG-91 в соответствии с ГОСТ 30319.2-96.
ControlWave XFC имеет три коммуникационных порта: два порта RS-232 и один порт RS-485 для подключения внешних преобразователей и приборов.
Вычислители расхода газа ControlWave XFC обладают широкими программными возможностями, в том числе для ведения протоколов измерений и архивирования данных, имеют различные варианты подключения в сеть, в том числе под управлением SCADA-программ. Программное конфигурирование и настройка, одновременная индикация измеренных, условно-постоянных и рассчитанных параметров вычислителей осуществляются
с помощью программного обеспечения подсоединяемого компьютера типа IBM PC, выполненного в стандартах программирования открытых систем (МЭК 61131-3), имеется обширная библиотека программ для решения задач измерений, управления, расчетов и архивирования данных. В вычислителе выполняется самодиагностика функционирования, ведение журналов событий, при наступлении аварийных ситуаций данные процесса запоминаются в памяти вычислителя и при возобновлении нормальной работы сохраняются в журналах и архивах.
Вычислитель снабжен 2-строчным жидкокристаллическим дисплеем для отображения измеряемых и вычисляемых параметров.
Рисунок 1 - Фото общего вида вычислителей природного газа ControlWave XFC
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) вычислителей состоит из 2 частей - встроенного программного обеспечения (ВПО) и внешнего, устанавливаемого на персональный компьютер, идентификационные данные которого описаны в таблице 1.
ВПО является метрологически значимой частью ПО, оно устанавливается в энергонезависимую память вычислителей в производственном цикле на заводе-изготовителе; в процессе эксплуатации доступ к ВПО отсутствует (уровень защиты «А» - по МИ 3286-2010). Метрологические характеристики измерительных каналов нормированы с учетом ВПО, аттестованного в соответствии с МИ 2955-2005 (сертификат 06.0001.0224).
Внешнее программное обеспечение состоит из пакета программ OpenBSI Tools или BSI Config, а также пакета WebXFC1R_Ru для OpenBSI или BSI Config утилит. Программное обеспечение WebXFC1R_Ru поставляется в виде инсталляционного файла webbsi_xfc1rc.exe, обеспечивающего установку дополнительных объектов ActiveX, набора конфигурационных файлов и *.htm страниц (Web страниц) для работы с вычислителем расхода газа ControlWave XFC.
ПО WebXFC1R_Ru содержит инструментальные средства для работы с вычислителями и позволяет выполнять настройку и калибровку измерительных каналов (ИК), отображение и обработку текущих и ретроспективных расчетных параметров по одному измерительному трубопроводу (ИТ).
ПО верхнего уровня, указанное в таблице 1, обеспечивает ограничение прав доступа к настроечным параметрам и измерительной информации с помощью паролей в соответствии с заданными правами пользователя. Вход в систему возможен с тремя уровнями доступа:
- администратор (полный доступ) - имя пользователя: SYSTEM;
- инженер (полный доступ, за исключением режима диагностики вычислителя
расхода газа) - имя пользователя: ENGINEER;
- оператор ( подключение к прибору, изменение параметров, запрещено кон
фигурирование вычислителя расхода газа) - имя пользователя: OPERATOR.
Таблица 1 - Идентификационные данные внешнего программного обеспечения вычислителей
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии | Цифровой идентификатор ПО | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора |
| ВПО для версии вычислителя: файл xfclr.pro ВПО для версии корректора: файл xfclrcorr.pro | Вычислитель расхода газа ControlWave XFC-1Run Корректор расхода газа ControlWave XFCCorr-1Run | 1.1 и выше 1.1 и выше | 16-байтовый параметр PROGREV, защищенный CRC-суммой и внутренними ключами системного ПО; значение параметра - текущая версия ВПО | CRC-сумма, вычисляемая системным ПО автоматически |
| Программное обеспечение OpenBSI.exe BSIConfig.exe | OpenBSI Tools BSI Config | 5.х и выше | Номер версии | не ис пользуется |
| Наборы Web страниц: Для вычислителя WebXFC1R_Ru.exe Для корректора WebXFC1RCORR_ Ru.exe | WebXFC1R_Ru WebXFC1RCORR_ Ru | 1.1 и выше | Номер версии (номер версии в соответствии c версией ВПО) | не ис пользуется |
Защищённость вычислителя природного газа и его ПО от несанкционированного доступа обеспечивается следующими средствами физической и информационной защиты:
- порт, по которому может осуществляться загрузка ВПО, не выведен на корпус комплекса;
- корпус вычислителя природного газа при выпуске из производства пломбируются либо защищается пломбами-наклейками;
- корпус вычислителя природного газа обеспечивает возможность для установки дополнительной пломбы со стороны эксплуатирующей организации;
- на случай срыва пломбы и несанкционированного подключения вычислителю природного газа дополнительно предусмотрена защита паролем;
- вычислитель природного газа располагается в помещении с ограниченным доступом;
- дистрибутив ПО хранится у ответственного лица в запечатанном конверте и защищён паролем;
- приём и передача информационных и управляющих пакетов выполняется по специализированному протоколу обмена с проверкой формата сообщений; сообщения, не проходящие контроль, не принимаются.
Уровень защиты внешнего программного обеспечения вычислителей от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «С» в соответствии с МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Вычислители осуществляют расчет расхода или коррекцию объема природного газа со следующими параметрами:
диапазон изменения температуры газа от минус 20 до плюс 50 °С;
перенастраиваемые диапазоны рабочего давления от 0 до 27,6 МПа;
перенастраиваемые диапазоны разности давлений от 0 до 172,4 кПа
(разность давлений не измеряется в режиме коррекции объема газа).
Метрологические характеристики вычислителя расхода газа ControlWave XFC приведены в таблице 2 и 3.
Таблица 2 - Основные метрологические характеристики вычислителя расхода газа ControlWave XFC
| Измеряемая величина | Пределы допускаемой основной погрешности (при 20 °С) | Характеристики. погрешности в диапазоне температур от -40 до+80 °С | Примечание |
| Разность давлений (верхние значения диапазонов 24,9; 37,4; 74,7; 172,4 кПа)* | Max (±0,075% ВПИ; ±0,015% ВПШ) ** | Пределы допускаемой дополнит. погрешности ±0,21% ВПШ | Разность давлений не измеряется в режиме коррекции объема газа |
| Рабочее (избыт.) давление (верхние значения диапазонов 3,4; 6,9; 13,8; 27,6 МПа)* | Max (±0,075% ВПИ; ±0,015% ВПШ) ** | Пределы допускаемой дополнит. погрешности ±0,21% ВПШ | |
| Входной сигнал 1..5 В 4-20 мА | ±0,1 % | Пределы допускаемой погрешности ±0,2 % в диапазоне от-20 до+70 °С ±0,3 % в диапазоне от -40 до +80 °С | (вх сопр 1МОм) (вх.сопр. 250 Ом) |
| Температура преобразование сигнала термометра в вычислителе в температуру преобразование сигнала термометром сопротивления, поставляемым комплектно | ±0,25 °C ±0,7 °C | ±0,01 °С/°С (температурный коэффициент) | (без учета погрешности термометра сопротивления) (с учетом погрешности термометра сопротивления) |
| счет импульсов частотой 0..10 кГц (сухой контакт) | ± 1 импульс | |
Окончание таблицы 2
| Измеряемая величина | Пределы допускаемой основной погрешности (при 20 °С) | Характеристики погрешности в диапазоне температур от -40 до+80 °С | Примечание |
| Выходной сигнал 1..5 В 4-20 мА | 0,1 % | ±0,2 % диапазона преобразования в диапазоне от -20 до +70 °С ±0,3 % диапазона преобразования в диапазоне от -40 до +80 °С | |
Примечания:
*) Верхние значения диапазонов измерения давления и разности давлений, коэффициент перенастройки диапазона измерений до 1:20.
** ) В зависимости от соотношения калибруемого диапазона измерения (ВПИ) и верхнего предела шкалы (ВПШ) преобразователя.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности каналов измерений разности давлений из-за влияния статического давления:
нуля: ±0,1% ВПШ на каждые 7,0 МПа;
диапазона: ±0,1 % ВПШ на каждые 7,0 МПа.
Пределы допускаемой относительной погрешности вычислений объемного расхода газа, объема газа и энергосодержания ±0,05%.
Таблица 3 - Основные метрологические характеристики вычислителя расхода газа
ControlWave XFC
| Режим работы вычислителя | Границы интервала относительной погрешности вычислителей с вероятностью 0,95 |
| в нормальных условиях (20 °С) | в диапазоне (от -20 до +50) °С |
| приведение (коррекции) объема газа к стандартным условиям в стандартной комплектации со встроенными датчиками и с аналоговыми входами* | ±0,35% при изб. давлении газа до 6 МПа; ±0,5% при изб. давлении газа свыше 6 МПа | ±0,65% |
| измерение объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям** - в стандартной комплектации со встроенными датчиками - с аналоговыми входами | ±0,35% ±0,35% | ± 0,8% ± 0,6% |
Примечания
*) при избыточном давлении свыше 66% ВПИ датчика
** ) при разности давлений в диапазоне от 30% до 100% ВПИ датчика, избыточном давлении свыше 66% ВПИ датчика.
** *) диапазоны измерений избыточного давления газа для коммерческих расчетов не более 12 МПа.
Вычислитель ControlWave XFC имеет маркировку взрывозащиты 1ExnALIIBT4 Рабочие условия применения вычислителей:
| температура окружающей среды дисплей относительная влажность воздуха вибрация | от минус 40 до плюс 70 °С, от минус 30 °С до плюс 70 °С; от 0 до 100%; в диапазонах 10-150 Гц с ускорением 2,0g, 150-2000 Гц с ускорением 1,0 g. |
| Температура хранения и транспортирования | от минус 40 °С до плюс 85 °С. |
| Напряжение питания постоянного тока от внешнего источника, В Потребляемый ток, мА, не более | 6,0 - 30,0 с выходом RS-232/RS-485: 2,0 с выходом FSK: 2,8 |
| Габаритные размеры, мм Масса, кг, не более | 127x233x157 5,5 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта вычислителя и руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- вычислитель расхода газа ControlWave XFC;
- руководство по эксплуатации;
- паспорт;
- компакт-диск с программным обеспечением.
Поверка
вычислителей осуществляется по документу МП 38417-08 «Вычислитель расхода природного газа ControlWave XFC фирмы «Bristol Inc.», США. Методика поверки», утвержденному ФГУП « ВНИИМС» в марте 2008 г.
Перечень основного поверочного оборудования:
- эталонные грузопоршневые манометры;
- термостат и эталонный термометр;
- эталонные калибраторы тока или напряжения с приведенной погрешностью
не хуже 0,02 %;
- магазин сопротивлений МСР-60М (класс точности 0,02).
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в документе «Вычислитель расхода газа ControlWave XFC. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94 Средства измерения электрических и магнитных величин. Общие
технические условия.
ГОСТ 8.586.5-2005 ГСИ. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 5. Методика выполнения измерений.
ГОСТ 30319.2-96 Газ природный. Методы расчета физических свойств. Газ природ
ный. Методы расчета физических свойств. Определение коэффициента сжимаемости.
Рекомендации к применению
- осуществление торговли и товарообменных операций.
